冷轧带钢表面清洁生产技术实践

冷轧带钢表面清洁生产技术实践梁振威周国平孙力于世川(河北钢铁集团唐钢冷轧薄板厂，唐山063016)摘要介绍了唐钢冷轧薄板厂酸轧—罩退—平整—重卷工序的主要特点，针对存在的主要问题与不足对关键技术进行了优化，实施全流程清洁生产技术：提高带钢酸洗质量、优化连轧机程序、采用镀铬工作辊新工艺、优化工作辊辊面粗糙度、优化退火工艺，使冷轧后带钢表面反射率稳定在70％左右，带钢表面总残留量为330mg/m2，残铁量为79mg/m2，残油量为251mg/m2，退火后带钢表面反射率达到90％以上，达到行业领先水平。

关键词冷轧带钢清洁生产表面反射率Cold Rolling Strip Steel Surface Clean ProductionTechnology PracticeLiang Zhenwei Zhou Guoping Sun Li Yu Shichuan(Cold Rolling Strip Plant,Tangsteel,Heibei Iron and Steel Group,Tangshan,063016)Abstract The main feature of pickling coupled with rolling–batch annealing–skin pass–recoiling process in Tangsteel Cold Rolling Plant is introduced.For the main problems and shortcomings of this kind of process,the key technologies was optimized and the clean production technologies were implemented in the whole process flow with better pickling quality of raw material,and more optimized software procedure for the mill process,and the use of new technology with chrome work roll,and more optimized the work roll surface roughness,and more optimized annealing process,resulting in the cold-rolled strip surface reflection rate being stable at about70%,the total residue of strip surface being reduced to 330mg/m2,and residual iron79mg/m2,and residual oil volume251mg/m2,and the annealed strip surface reflectivity up to more than90%which achieves industry-leading level.Key words cold rolling,strip steel,clean production,surface reflectivity1引言随着市场竞争的日趋激烈，用户对产品的内在性能和表面质量提出了更高的要求，冷轧带钢的表面清洁度受到越来越多的重视。

带钢表面清洁度一般以带钢表面总残留物、残油量、残铁量和Scotch胶带反射率来衡量[1]。

唐钢酸轧机组生产的冷轧带钢表面总残留物含量一直较高，最高时达到了946mg/m2，而目前行业平均水平基本控制在500～600mg/m2之间。

残留物的存在使钢带在退火过程中产生黑斑、边缘碳等缺陷，另外残留物在雨季潮湿的气氛下，对冷轧带钢中间工序的锈蚀还会有“催化”作用，加剧锈蚀的形成和发展。

因此，实施清洁生产技术，减少冷轧带钢表面总残留物、提高成品表面反射率已成为提高产品表面质量最关键的一个环节。

梁振威,男,高级工程师，从事新材料和新工艺开发，10363173@冷轧带钢表面清洁生产技术实践2唐钢酸轧—罩退—平整—重卷工序主要特点酸轧—罩退—平整—重卷工艺为唐钢冷轧薄板厂的一个主要工艺流程，从工艺流程上可见，其主要特点在于，在冷连轧机后没有脱脂线，带钢直接进入罩式退火炉进行热处理，这种工艺配置使冷轧后的板面清洁度直接关系到退火后的板面清洁程度，轧后板面残留物高低将决定退火后板面的残碳、残铁的高低。

3提高酸洗带钢表面质量带钢酸洗质量的好坏是影响轧后带钢表面反射率的主要因素之一。

带钢的过酸洗会使带钢表面的粗糙度增大，在轧制时带钢表面粗糙度的尖蜂被磨损，带钢表面逐渐变光滑；同时带钢表面过大的粗糙度将使轧辊表面被刻划而变得粗糙，这些过程会产生大量的铁粉微粒，残留在轧后带钢表面形成残铁，降低带钢表面的清洁度。

带钢的欠酸洗会使带钢表面残留有未洗掉的氧化铁皮以及其他夹杂物。

进入轧机后，由于轧制力的作用使这些氧化铁皮和夹杂物破碎并脱落，并随轧制油黏附着在带钢表面上。

同时由于这些颗粒的存在，还会增加后续轧机变形区内的磨损，使得轧后板面残铁量增加，清洁性急剧下降。

酸洗来料对轧后清洁性的影响主要体现在带钢的表面粗糙度上，唐钢酸连轧机组采用浅槽酸洗，这种酸洗方式对带钢表面的氧化铁皮的清洗效果好，同时对板带基体的腐蚀小，但如果酸洗的温度和速度控制不合理，则会因为在酸液中停留时间过长而造成对基体一定程度的腐蚀，初期一般造成带钢表面粗糙度变大，然后逐渐在板面形成网状的细裂纹，当发生这种情况后，在轧制过程中就会使摩擦产生的铁粉量增大，使板面的清洁性降低。

唐钢酸连轧机组通过向酸槽中添加合适的缓蚀剂，有效控制了带钢过酸洗缺陷的出现；同时严格控制酸洗速度和酸液温度及浓度，有效避免了欠酸洗缺陷的发生，使酸洗带钢表面粗糙度控制在合理范围内。

通过长期跟踪发现，在其他工艺参数相当的情况下，酸洗后的带钢表面粗糙度一般控制在2.0~2.8μm左右时，轧后带钢表面反射率最好。

4优化连轧机程序4.1优化毛化辊轧制规程冷轧钢带表面粗糙度主要取决于冷轧辊的毛化工艺。

毛化是为了改变轧辊表面微观形貌和粗糙度，并将它复制到钢板上，使板材的深冲性、延展性、涂漆光亮度等性能得到改善。

轧辊表面的粗糙度分布不均，在轧制过程中易产生铁粉。

这些铁粉仅靠乳化液冲洗很难清除掉。

对于用毛化辊轧制的冷轧板来说，毛化辊的使用有利于提高带钢冲压性能。

因为钢带在冲压成形的过程中，毛化钢板上的致密微小凹坑可储存润滑剂，改善润滑条件。

使用毛化辊所产生的较多的铁粉又对冷轧带钢的清洁度有明显的影响。

钢板表面粗糙度是在轧制时由工作辊表面纹理传递给钢带表面而得到的。

轧辊表面粗糙度高，摩擦力大，在轧制过程中易产生铁粉，带钢表面黏附的油多，表面清洁度低。

因此为了减少铁粉的产生，必须优化毛化辊轧制规程，降低末架轧机压下率和轧制力：(1)运用综合负荷均等原则及影响函数法进行轧制规程的优化计算，并结合轧机的实际进行模拟计算。

(2)现场逐步更改轧制规程，对轧机运行参数进行监控，直到轧制规程最优化。

(3)确定一组最优轧制规程数据，进行批量修改轧制规程，为计算机二级控制积累一组经验数据。

(4)对计算机二级控制系统进行修改，保证二级控制系统自动计算出优化后的轧制规程。

(5)进行批量跟踪，根据所发生情况及时对本组数据进行修正，确定一组符合本轧机的控制数据后，依照本组数据对计算机控制系统设定进行完善。

在经历了初期的手动调整轧制规程后，依靠轧机二级自学习功能，二级所制定的轧制规程逐步得到优化，目前已基本不需手动调整轧制规程，仅在发现轧制规程不太适合生产时，采取强制二级自动优化的方式，优化轧制规程，使用情况良好。

第五机架压下率由优化前的7％降低到目前的3％左右。

末架轧机轧制力降低第八届（2011）中国钢铁年会论文集了约120t，带钢表面残留物显著降低。

4.2优化压下规程在轧辊和带钢的各种参数(轧件的钢种、规格、轧辊的尺寸和粗糙度)不变的情况下，压下率越大，则轧辊和轧件的接触面积越大。

轧件相对于轧辊产生的前滑和后滑值就越大，这就使摩擦加剧，必然使轧后的铁粉量增加，导致清洁性下降。

在实际生产中，为了保证板带的性能和组织，在冷轧中都要求达到一定的压下率，因此冷轧压下率不能低于一定的下限。

为研究不同压下对板面反射率的影响，选择常规规格来进行跟踪，同时在生产中安排连续生产同一规格原料轧制两种规格成品，对每卷带钢进行反射率测量，将反射率值进行比较，通过跟踪结果发现，带钢压下率通常在70％～78％之间时反射率最高。

因此通过合理安排生产计划，优化连轧机压下规程分配，将带钢压下率控制在70％～78％之间，能够有效提高带钢表面反射率。

图1为不同压下率与反射率之间的关系。

图1不同压下率与反射率之间的关系5镀铬工作辊新工艺的使用铬是带蓝光的银白色金属，有很高的硬度，硬铬层可达维氏硬度8500～12000MPa，甚至更高。

铬镀层在大气里不变色，在冷轧板生产线上钢板轧制过程中仍保持光亮的银白色；加热到480℃以上时开始变色。

铬憎油、憎水，轧出的薄板清晰、明亮。

不同轧辊表面有不同粗糙度，镀铬后可保持本来的表面状态，并增加耐磨性。

目前，宝钢、本钢等国内冷轧厂在冷轧机轧辊上已开始使用镀铬辊，且使用效果较好，尤其是在钢板表面反射率方面有很大提高，为提高唐钢冷轧带钢的表面质量，2009年8月连轧机1、2架工作辊开始采取镀铬处理，并进行上线试验，使用镀铬辊前，连轧机反射率波动较大，轧制油厂家多次对配方进行调整，但效果不明显。

板面反射率50%~60%间波动。

试验发现，工作辊镀铬后，由于镀铬后提高了工作辊表面耐磨性，使轧制过程中产生的铁粉大量减少。

反射率远高于使用普通轧辊时的情况。

另外，为研究在各机架使用镀铬辊时是否效果相同，也就是说在不同的机架使用镀铬辊对反射率的提高幅度是否相同，又组织了镀铬辊分架使用试验，试验时最先使用普通辊，然后依次将1号机架更换为镀铬辊，2号机架更换为镀铬辊，接着将1号、2号机架全部换为镀铬辊，最后将1号、2号、3号机架换为镀铬辊，研究反射率的变化，结果表明，使用的镀铬辊的机架数越多，反射率情况越好。

通过跟踪试验发现，如果单独使用一套镀铬辊，放在1架轧机效果最明显，反射率提升幅度最大，约为10％。

放在第二架轧机效果稍差，放在第三架轧机效果最差。

1架、2架轧机使用镀铬辊后板面反射率维持在60%～70%左右，比使用镀铬辊前提高了约20%。

2010年3月开始在酸轧车间1、2架轧机正式使用镀铬辊。

使用镀铬辊后，带钢板面反射率基本稳定维持在65％～70%。